Анализ энергоэффективности электродинамической противобуксовочной системы городского электробуса
- Авторы: Жилейкин М.М.1, Климов А.В.1, Масленников И.К.1
-
Учреждения:
- Инновационный центр «КАМАЗ»
- Выпуск: Том 16, № 2 (2022)
- Страницы: 161-171
- Раздел: Транспортные и транспортно-технологические комплексы
- URL: https://journals.rcsi.science/2074-0530/article/view/126622
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-96733
- ID: 126622
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Работа противобуксовочной системы (ПБС) при наличии индивидуального тягового электропривода (ИТЭП) городского электробуса может способствовать не только повышению безопасности движения, но и экономии потребляемой ИТЭП электроэнергии от тяговой батареи за счет снижения пробуксовки ведущих колес.
Цель. Разработка нового алгоритма работы электродинамической ПБС электробуса с задней ведущей осью за счет дополнительной модуляции векторного ШИМ-сигнала, подаваемого на трехфазные обмотки статора синхронного тягового электродвигателя и позволяющего обеспечить как экономию электроэнергии за счет снижения потребления и возврата части энергии в батарею при рекуперативном торможении ведущих колес, так и повышение устойчивости движения на скользком опорном основании.
Методы. В качестве критерия работоспособности алгоритма работы ПБС было принято отсутствие негативного влияния на безопасность движения электробуса, которое может заключаться в потере курсовой и траекторной устойчивости движения, а также в потере подвижности. Интегральным измерителем этих эксплуатационных свойств на качественном уровне послужила траектория движения электробуса. В качестве критериев энергоэффективности были приняты суммарная осредненная электрическая мощность, потребляемая тяговыми электродвигателями, и суммарная осредненная электрическая мощность рекуперации, возвращаемая тяговыми электродвигателями в батарею в течение тестового заезда электробуса.
Результаты. Методами имитационного моделирования установлено, что на скользком опорном основании потребляемая в процессе движения электробуса с ПБС суммарная осредненная электрическая мощность на 9,7% меньше, чем в случае движения электробуса без ПБС в тех же условиях. Суммарная экономия за счет снижения энергопотребления (исключение пробуксовки ведущих колес) и за счет возврата части энергии обратно в батарею при рекуперативном подтормаживании ведущих колес может достигать до 26,8% от суммарной осредненной электрической мощности, потребляемой тяговыми электродвигателями электробуса с ПБС.
Заключение. Предложеный новый алгоритм работы электродинамической противобуксовочной системы электробуса с задней ведущей осью за счет дополнительной модуляции векторного ШИМ-сигнала, подаваемого на трехфазные обмотки статора синхронного тягового электродвигателя, позволяет обеспечить как экономию электроэнергии за счет снижения потребления и возврата части энергии в батарею при рекуперативном торможении ведущих колес, так и повышение устойчивости движения на скользком опорном основании.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Михаил Михайлович Жилейкин
Инновационный центр «КАМАЗ»
Автор, ответственный за переписку.
Email: ZhileykinMM@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-8851-959X
SPIN-код: 6561-3300
д.т.н., руководитель группы инженерных расчетов
Россия, МоскваАлександр Владимирович Климов
Инновационный центр «КАМАЗ»
Email: Aleksandr.Klimov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5351-3622
SPIN-код: 7637-3104
к.т.н., руководитель службы электрифицированных автомобилей
Россия, МоскваИван Константинович Масленников
Инновационный центр «КАМАЗ»
Email: MaslennikovIK@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0003-3879-0098
SPIN-код: 5320-2940
ведущий инженер-программист
Россия, МоскваСписок литературы
- Zhan W., Liu C., Chan C.-Y., et al. A Non-conservatively defensive strategy for urban autonomous driving // 2016 IEEE 19th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC). 2016. P. 459–464.
- Paden B., Cap M., Yong S.Z., et al. A Survey of Motion Planning and Control Techniques for Self-Driving Urban Vehicles // IEEE Transactions on Intelligent Vehicles. 2016. Vol. 1, N 1. P. 33–55. doi: 10.1109/tiv.2016.2578706
- Qian X., de La Fortelle A., Moutarde F. A hierarchical Model Predictive Control framework for on-road formation control of autonomous vehicles // 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV). 2016. P. 376–381. doi: 10.1109/IVS.2016.7535413
- Kuwata Y., Karaman S., Teo J., et al. Real-Time Motion Planning With Applications to Autonomous Urban Driving // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2009. Vol. 17, N 5. P. 1105–1118. doi: 10.1109/tcst.2008.2012116
- Chang C.S., Sim S.S. Optimising train movements through coast control using genetic algorithms // IEE Proceedings – Electric Power Applications. 1997. Vol. 144, N 1. doi: 10.1049/ip-epa:19970797
- Kotiev G.O., Butarovich D.O., Kositsyn B.B. Energy efficient motion control of the electric bus on route // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 315. doi: 10.1088/1757-899x/315/1/012014
- Жилейкин М.М., Котиев Г.О. Моделирование систем транспортных средств: учебник. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020.
- Жилейкин М.М. Теоретические основы повышения показателей устойчивости и управляемости колесных машин на базе методов нечеткой логики. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016.
- Афанасьев Б.А. и др. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
- Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. Москва: Изд. дом МЭИ, 2015.